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SiEレイアウトの新インフラ「5 G+工業インターネット」
配置の新インフラ：5 G+工業インターネットの典型的なシーンと実例分析
工業インターネットは第4次産業革命の重要な支えであり、5 Gは次世代情報通信技術の進化と高度化の重要な方向であり、両者とも経済社会のデジタル化・モデルチェンジを実現する重要な駆動力である。5 Gと工業インターネットの融合革新的発展は、製造業の単一点、局所的な情報技術応用からデジタル化、ネットワーク化、知能化への転換を推進し、それによって製造強国、ネットワーク強国建設の目標に向かう。
国は「5 G+工業インターネット」512プロジェクトの着地を加速させ、5 Gと工業インターネットの融合・革新を高品質に推進するため、2022年までに工業インターネットの特定の需要に向けた5 G重要技術を突破し、「5 G+工業インターネット」の産業支持能力が著しく向上することを明らかにした。5つの産業公共サービスプラットフォームを構築し、革新的なキャリアと公共サービス能力を構築する、垂直分野における「5 G+工業インターネット」の先導的応用を加速させ、イントラネット建設の改造は10の重点業界をカバーし、「5 G+工業インターネット」のイントラネット建設改造ベンチマーク、テンプレート工事を構築し、少なくとも20大典型的な工業応用シーンを形成する、5 Gと工業インターネットの融合を重ね、相互に促進・共進し、倍増発展する革新的態勢を育成・形成し、製造業のデジタル化、ネットワーク化、インテリジェント化の高度化を促進し、経済の質の高い発展を推進する。
工業インターネットの発展はネットワーク、標識、プラットフォーム、安全の全面的な革新的探索から離れられず、ネットワーク側ではOPC UA+TSNが産業界の共通認識として、5 Gとエッジ計算を結合して工業インターネットの新たな探索方向となっている。産業用インターネットアプリケーションで体系化され、分散アーキテクチャが新たなホットスポットになることを示す、インターネットプラットフォームはすでにエッジとクラウドの深い連携を実現し、革新的なサポートを応用することが向上の重点となっている。セキュリティテスト、セキュリティ認証、データセキュリティが研究の重点となっている。
現在から見ると、工業インターネット分野にはすでに多くの新モデル、新業態が頭角を現しており、製造業のモデルチェンジとグレードアップの活力を引き出している。次に、5 G+工業インターネット融合はそこで重畳増倍効果を発揮し、多くの企業が遠隔協同管理、製品サービス化、需給連携のリアルタイム化、インテリジェント化生産と管理制御の精密化、無人化を実現するのに役立つ。賽意情報は工業インターネット、次世代情報技術、デジタル化モデルチェンジの発展に力を入れ、企業レベルの顧客に相応の戦略ソリューションを提供することができる。
伝統的な生産環境の中で、設備は健康管理と有効な監視制御が不足しているため、「病気持ちの仕事」が現れやすく、製品の良率が低下し、損失が深刻である。同時に設備の突発的な非計画故障が停止し、スペア部品の調達回転が遅れても生産に大量の損失をもたらす。伝統的な生産工場にも生産環境が複雑で、特殊な環境要求が多く、モバイル設備が多く、データ回送設備の線路敷設が難しく、コストが高いなどの問題が存在している。また、生産設備監視システムは生産任務に応じて、生産ラインに合わせて頻繁に調整する必要があるため、有線ネットワークを採用する方式は極めて複雑で、工期が長い。伝統的なネットワーク技術に依存して、工業データ収集のリアルタイム性要求は保証されにくく、伝統的なデータ収集技術は高精度、低遅延の工業シーンに対して重要な情報のリアルタイム収集とアップロードを保証することが難しく、生産過程のリアルタイム監視需要を満たすことができない。
5 Gネットワーク技術を通じて、その帯域幅が超高（10-20 Gbps）、接続が広い（100万個）、低遅延（1 ms）、信頼性が高い（99.999%）、移動性が柔軟で、安全性が高いなどの特徴を利用して、モバイルエッジコンピューティングを利用して、多設備アクセスとプロトコル変換問題を解決して、多組ないし大量生産設備の運行状態データの効率的で安定したフィードバックを簡単に実現して、クラウドプラットフォームに行ってアルゴリズムを結合して分析診断して、設備状態と健康診断結果を取引先の多ポートに伝えて、リアルタイムに設備故障と健康状態を把握して、簡単に人工検査を有効に代替して、問題の変化過程を発見して、性に対して設備の隠れた危険を解決して、予測性メンテナンスをそんしつ。
製造業には多くのインテリジェント化生産現場があり、視覚品質検査工程が存在し、その製品の品質検査は人工と経験に依存し、標準化の程度が低く、人件費が高く、主観的な要素の影響を受けやすく、全体の効率が低く、精度が高くなく、欠陥が遡及しにくいなどの問題がある。例えば、携帯電話の画面の不良点検出、10億画素レベルの鮮明度、工業用カメラの写真1枚あたりのファイルサイズは1 Gを超え、現在4 Gなどの既存のネットワークを通じてデータを伝送することは帯域幅と信頼性の面で実現することが困難であるが、伝統的な意味でサムネイルをアップロードすると、欠陥情報の歪みを招くことがある。
生産ラインを通じて内蔵する5 G通信モジュール工業カメラとエッジ計算ゲートウェイを配置し、5 Gネットワーク技術の超大帯域幅（下り速度が20 Gb/sに達し、上り速度が10 Gb/sに達することを支持する）、及び低遅延高信頼性（0.5 ~ 1 msの遅延及び99.999%を超える信頼性を実現することができる）を利用し、ファイルデータの秒級アップロードを実現することができ、測定対象物品を高精細工業カメラで撮影した画像又はビデオ情報をクラウドにアップロードし、地域をまたぐネットワークのビッグデータ収集及び横方向比較分析を行い、高精度品質検査、欠陥のリアルタイム識別と自動選別を実現すると同時に、検査物品の瑕疵を効果的に記録し、欠陥原因を追跡するためにデータ分析根拠を提供することができ、生産性と製品品質の改善に関する意思決定のサポート。
室内測位は工業分野の普遍的な需要であり、例えば、室内の大面積立体倉庫は、注文書及び製品規格情報に基づいて、正確に測位して荷物を保管し、フォークリフトのスケジューリング及び路線計画を実現し、効率的に製品のタイムリーな出荷を完成する必要がある。また、室内環境にも設備密集度が高く、設備間距離が短く、信号抵抗が不安定であるなどの問題が普遍的に存在し、設備の位置決め精度と信号安定度に対して高い要求がある。
現在、室内の位置付けは基本的にブルートゥース、レーザー、UWBの3分の天下である。5 Gは新型の符号化変調、大規模アンテナアレイなどを使用してもたらす大帯域幅特性は、パラメータ推定に有利であり、高精度距離測定に支持を提供する、大規模アンテナ技術、5 G基地局は128個のアンテナ陣を実現でき、高精度角度測定に支持を提供する。また、5 Gは超密集ネットワーク（UDN）を実現し、ユーザー信号は複数の基地局に同時に受信され、複数基地局が協力して高精度測位を実現するのに有利であるため、5 Gは室内の正確な測位の面でBluetooth、レーザー、UWBに代わることができる可能性が高い。そして、大量の5 G低消費電力測位ラベルを配置することにより、効率的、低コストの室内の正確な測位を実現し、企業資産の配置と倉庫管理などのシーンの需要を満たすことができる。
企業の生産園区を例にとると、いくつかの生産ラインが並行して生産され、数百、数千のネットワーク接続設備が同時に稼働し、伝送速度、遅延などの要求も異なる。このような工業レベルの高密度同時接続シーンに対して、1千平方メートルのカバー範囲ごとに5000を超えるリアルタイムで動作する業界端末が5 Gネットワークに同時にアクセスする能力を提供することができる。リアルタイムで生産資源をスケジューリングする設備であれ、生産ライン上の忙しい組み立てやテスト機器であれ、5 Gネットワークに接続し、完全に接続するスマート企業を実現することができる。
また、自動車生産ラインを例に、エンジンごとに番号とバーコードを刻み、各工程ごとにセンサーによるデータ検査を行い、製品のラインアップから包装までの各段階のすべての情報を記録する。5 GのNB-IOT技術を組み込むことで、人工的な介入を減らし、生産データをタイムリーに収集し、生産計画を合理的に編成することができ、生産ラインの人員は大幅に減少し、作業の自動化率と自動誤り訂正の誤り防止能力は大幅に向上し、一人当たりの生産効率も大幅に向上する。
2019年、賽意情報は広州のある車両製造企業と5 Gに基づく設備遠隔監視とメンテナンスのプロジェクト協力を展開し、協力を通じて顧客に工場構内の恒温恒湿電気機械室の安全監視と設備の健康管理を実現させた。賽意工業インターネットソリューションを導入後、日常的に閉鎖されたファンルーム内に賽意工業ハンドリングを配置し、センサーがモーターの運行状態を監視し、収集した設備の運行データを5 G無線信号を通じてゲートウェイを通じてクラウドにアップロードし、アルゴリズムと結合して分析診断を行った。ユーザーは任意の場合に携帯電話のウィジェットやWEB端末を開いて状態を確認したり、アラーム情報を受信したりすることができます。5 Gの高帯域幅、低遅延、接続が広く、安全性が高いなどの特性のため、多設備アクセスとプロトコル変換問題を解決でき、データ回送とデータ収集応用において、データの信頼性を大幅に高め、データパケット損失率がより低く、より安定し、データ伝送がより信頼でき、多グループ端末データの同期処理を容易に実現できる。最終的に、停止せず、生産に影響を与えない状況で特殊な環境要求（恒温恒湿）のある閉鎖機械室に対して設備の日常維持検査を実現し、7*24時間遠隔リアルタイムでモータの運営状態を監視することを通じて、発生する可能性のある故障に対して適時に警報し、非計画的な停止を回避し、そして5 G技術の加持を通じて顧客に工場設備のリーン運営管理を実現する。
2019年、賽意情報はあるガラスメーカーと共同で5 G+AIに基づくマシンビジョン-ガラス欠陥モニタリングプロジェクトを展開した。5 Gのネットワーク超大帯域幅の技術特性は高精度測定と欠陥検出のイメージング条件を備え、大サイズ（億画素以上）、高解像度（0.xミクロン解像度）の画像処理と高レベルのイメージング方案設計を実現するのを助けた。方案は画像特徴抽出アルゴリズムの優位性を発揮すると同時に、AIアルゴリズムの欠陥分類に対する性能優位性を結合し、AI+コンピュータ視覚技術を通じて画像を構造化分析し、AIモデルアルゴリズムを用いてリアルタイム推理を行い、分析結果に基づいて相応の指令と報告を出力し、最終的に高効率で高精度な品質と欠陥識別を実現し、顧客を補助して機械視覚装置を基準とする欠陥検出方案と管理制御基準を構築し、顧客のガラス欠陥モニタリングにおける人工品質検査の効率低下、検査漏れ、欠陥結果の記録と遡及の不便などのいくつかの列問題を解決した。
プロジェクトは5 G基地局支持の高精度測定測位能力を利用して5 Gの超大帯域幅データ伝送能力と結合し、ある新材料科学技術企業の風力発電ブレード仮想堆積場のインテリジェント倉庫管理のために計画案をカスタマイズする。ブレード測位管理システムはGPS測位ラベル、測位管理器、PC端とモバイル端から構成され、GPS測位ラベルがアプリケーションの要求に従って位置座標を測位サーバーに収集して出力し、測位サーバーが情報をWSSサーバー、PC端とモバイル端に配布する。空席と羽根を検索する際に、倉庫番号をWSSサーバから受信し、現場の人が予定の場所に迅速に到着するように地図に明示的に表示します。仮想置場インタフェースと対応命令を通じて、従業員に迅速かつ正確に羽根の位置決め、情報結合、関連配置、棚上げ、棚下ろし、入庫出庫などの操作を実現するよう指導し、顧客の効率的な風力発電羽根の倉庫管理知能のモデルチェンジとアップグレードを実現するよう支援する。
